具有输出相位调节的雷达发射器制造技术

本发明专利技术涉及一种雷达发射器。根据实施例，该雷达发射器包括：发送通道，被配置为接收本地振荡器信号，并且基于本地振荡器信号产生高频雷达信；包含在发送通道中的移相器，被配置为根据输入相位值来调整高频雷达信号的相位；以及包含在发送通道中的耦合器，被配置为接收高频雷达信号，并且在输出触点处输出高频雷达信号。发送通道配属有相位调节电路，该相位调节电路与耦合器耦合，并且被配置为接收本地振荡器信号和高频雷达信号，并基于本地振荡器信号和高频雷达信号之间的相位差来适配用于移相器的输入相位值。

Radar transmitter with output phase adjustment

【技术实现步骤摘要】
具有输出相位调节的雷达发射器
本说明书涉及高频电路领域，特别是雷达发射器电路，例如运用于雷达传感器以测量雷达目标的距离和速度。
技术介绍
高频发射器和接收器存在于大量应用中，特别是在无线通信和雷达传感器领域。在汽车领域，雷达传感器有更大的运用，特别是在驾驶辅助系统(ADAS)中使用，如在自适应巡航控制系统(ACC)。这种系统可以自动控制汽车的速度，以便与行驶的其他车辆(以及其他物体和行人)保持安全距离。在汽车行业中的其他应用包括例如盲点检测、车道变换辅助等。然而，雷达传感器也可用于其他工业应用。现代雷达系统使用高度集成的高频电路，它可以将雷达发射器的高频前端或雷达发射器的所有核心功能整合到单芯片收发器中。上述高频前端包括高频本地振荡器(LO)、功率放大器、低噪声放大器(LNA)或混频器。这种集成电路通常被称为单片集成微波电路(MMIC)。频率调制连续波(FMCW)雷达系统使用包含所谓的啁啾序列的雷达信号。为了产生这类啁啾，雷达设备可以包括本机振荡器，包括布置在相位控制环(PLL)中的VCO。通常，通过多个发送天线发送啁啾序列用于测量。频率调制连续波(FMCW)雷达系统使用包含所谓的啁啾序列的雷达信号。为了产生这类啁啾，雷达设备可以包括本机振荡器，包括布置在相位控制环(PLL)中的VCO。通常，通过多个发送通道和相应的发送天线来发射啁啾序列用于测量。特别地，对于雷达目标的高分辨率检测(距离、速度和方位角(即到达方向DoA))，以足够的精度调整发射的啁啾序列的相位差是重要的。专利技术内容本专利技术涉及一种雷达发射器。根据一个实施例，该雷达发射器包括：发送通道，被配置为接收本地振荡器信号并基于本地振荡器信号产生高频雷达信；包含在发送通道中的移相器，被配置为根据输入相位值来调节高频雷达信号的相位；以及包含在发送通道中的耦合器，被配置为接收高频雷达信号并在输出触点处输出高频雷达信号。发送通道配属有相位调节电路，该相位调节电路与耦合器耦合，并且被配置为接收本地振荡器信号和高频雷达信号，并基于本地振荡器信号和高频雷达信号之间的相位差来适配用于移相器的输入相位值。此外，本专利技术还涉及一种用于雷达发射器的方法。根据一个实施例，该方法包括：基于本地振荡器信号在雷达发射器的发送通道中产生高频雷达信号；借助于与发送通道的输出端相连接的耦合器来解耦出高频信号的一部分功率，并且提供解耦出的高频雷达信号；借助于布置在发送通道中的移相器，基于本地振荡器信号和高频雷达信号来适配高频雷达信号的相位。附图说明下面参考附图更详细地解释实施例。附图不一定按比例绘制，并且实施例不仅限于所示的方面。相反，重点在于基于实施例示出的原理。图1示出了用于距离和/或速度测量的FMCW雷达系统的工作原理的草图。图2包括两个时序图，示出了由FMCW系统产生的高频信号的频率调制(FM)。图3示出了FMCW雷达系统的基本结构的框图。图4示出了包括模拟基带信号处理的雷达芯片的集成高频前端电路的框图。图5示出了具有多个发送通道和多个接收通道的雷达发射器的的框图。图6示出了用于补偿发送通道中的相位漂移的相位调节电路的框图。图7更详细地示出了相位调节电路的实施例。图8借助于时序图示出了图7的相位调节电路中使用的相位检测器的工作原理。图9示出了在FMCW雷达系统的发送通道中的补偿相位漂移的所述方法的流程图。图10通过示例的方式示出了由图6或图7的实施例实现的控制回路，能够反馈输出相位。具体实施方式图1以示意图示出了使用FMCW雷达系统作为传感器，用于测量物体(通常被称为雷达目标)的距离和速度。在本示例中，雷达设备1分别具有单独的发射天线5(TX)和接收天线6(RX)(双基地或伪单基地雷达配置)。然而，应该注意，还可以使用一个或多个天线，同时用作发射天线和接收天线(单基地雷达配置)。在本示例中，发射天线5发射连续的高频信号sRF(t)，其例如通过锯齿形信号(周期性的线性频率斜坡)进行频率调制。该辐射信号sRF(t)在雷达目标T处反向散射，并且该反向散射/反射信号yRF(t)由接收天线6接收。图1显示了一个简化的例子。在实践中，雷达传感器是具有带有多个发射(TX)和接收(RX)通道的系统，以便确定雷达目标的方位角，即散射/反射信号yRF(t)的角度(到达方向：DOA)，并因此能够通过期望的分辨率来定位雷达目标T。图2通过示例示出了上述信号sRF(t)的频率调制。如图2(上图)所示，辐射的高频信号sRF(t)由一组“啁啾”组成，即该信号sRF(t)包括一系列具有增加频率(上啁啾)或下降频率(下啁啾)的正弦波形。在本实施例中，啁啾的瞬时频率fLO(t)在一个时间周期内TRAMP内从初始频率fSTART线性到上升到停止频率fSTOP(见图2的下图所示)。这种啁啾也称为线性频率斜坡。图2示出了三个相同的线性频率斜坡。然而，应该注意，参数fSTART，fSTOP，TRAMP和各个频率斜坡之间的间隔可以变化。频率变化也不一定必须是线性的(线性啁啾)。根据实现，例如也可以使用具有指数或双曲线频率变化的发射信号(指数或双曲线啁啾)。然而，在许多应用中，使用线性啁啾序列。图3示例性地示出了雷达设备1(雷达传感器)的可能结构的框图。因此，至少一个发射天线5(TX天线)和至少一个接收天线6(RX天线)与集成在雷达芯片(MMIC)中的高频前端10相连接，该高频前端10可以包括所有那些用于高频信号处理的电路元件。这些电路元件例如包括：本地振荡器(LO)、高频功率放大器、低噪声放大器(LNA)、定向耦合器(例如竞争耦合器、循环器等)和用于将高频信号向下混入基带或中频带中的混频器。图3中所示的示例示出了具有单独的RX和TX天线的双基(或伪单静态)雷达系统。在单基地雷达系统中，单个天线用于发射和接收电磁(雷达)信号。在这种情况下，定向耦合器(例如循环器)可用于将辐射的高频信号从接收的高频信号(雷达回波信号)中分离。如上所述，实际上雷达系统通常有多个发射和接收通道(TX/RX通道)，具有多个TX和RX天线，从而能够测量雷达回波的方向(DoA)。在这种MIMO系统中，各个TX通道和RX通道通常是相同或相似的。TX通道和/或RX通道可以分布在多个MMIC上。在FMCW雷达系统中，可以检测经由TX天线5发射的高频信号，例如在约20GHz至100GHz的范围内(在某些应用中例如约为77GHz)。如上所述，由RX天线6接收的高频信号包括雷达回波(啁啾回波信号)，即那些在一个或多个雷达目标上反向散射的信号分量。接收的高频信号yRF(t)例如向下混入基带(或中频带)中，并通过模拟信号处理在基带中进一步处理(参见图3，模拟基带信号处理链20)。上述基带中的模拟信号处理基本上包括对基带信号的过滤和放大。最后将基带信号数字化(参见图3，模拟数字转换器30)并在数字域中进一步处理。数字信号处理链可以至少部分地作为软件实现，并在数字处理单元40中执行(例如，诸如微控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种雷达发射器，包括：/n发送通道(TX1)，被配置为接收本地振荡器信号(s

【技术特征摘要】
20180903 DE 102018121416.21.一种雷达发射器，包括：
发送通道(TX1)，被配置为接收本地振荡器信号(sLO(t))，并且基于所述本地振荡器信号(sLO(t))产生高频雷达信号(sTX1(t))；
包含在所述发送通道(TX1)中的移相器(105)，被配置为根据输入相位值((ΔφTX1)调节所述高频雷达信号(sTX1(t))的相位；
包含在所述发送通道(TX1)中的耦合器(106)，被配置为接收所述高频雷达信号(sTX1(t))，并且在输出触点(TA1)处输出所述高频雷达信号(sTX1(t))；
所述发送通道(TX1)配属的相位调节电路(108)，所述相位调节电路(108)与所述耦合器(106)耦合，并且被配置为接收所述本地振荡器信号(sLO(t))和所述高频雷达信号(sTX1(t))，并且基于所述本地振荡器信号(sLO(t))和所述高频雷达信号(sTX1(t))之间的相位差(φLO-φTX1)来适配用于所述移相器(105)的所述输入相位值(ΔφTX1)。


2.根据权利要求1所述的雷达发射器，其中所述相位调节电路(108)包括：
相位检测器电路(1083)，被配置为产生相位差信号(Δφ)，所述相位差信号表示所述本地振荡器信号(sLO(t))和所述高频雷达信号(sTX1(t))之间的相位差(φLO-φTX1)。


3.根据权利要求2所述的雷达发射器，其中所述相位调节电路(108)还包括：
逻辑电路(1082)，被配置为接收所述相位差信号(Δφ)，并且基于所述相位差信号(Δφ)确定所述输入相位值(ΔφTX1)。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的雷达发射器，
其中所述相位调节电路(108)包括第一分频器(1081)和第二分频器(1082)，所述第一分频器和所述第二分频器被配置为将所述本地振荡器信号(sLO(t))的频率或所述高频雷达信号(sTX1(t))的频率降低一个系数。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的雷达发射器，还包括：
高频信号分配电路(107)，被配置为从本地振荡器(101)接收所述本地振荡器信号(sLO(t))，并且将所述本地振荡器信号(sLO(t))分配给所述发送通道(TX1)和所述发送通道配属的所述相位调节电路(108)。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的雷达发射器，
其中所述耦合器(106)仅通过一条线路与所述输出触点(TA1)相连接。

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【专利技术属性】
技术研发人员：J·O·施拉特内克，L·赫施尔，H·科尔曼，M·津诺埃克，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE